Dreizehn Monate nach dem Start der ersten deutschen Sonnensonde Helios-​A startete am 15.01.1976 mit einer Titan-​IIIE Centaur-​D1TR/Star-​37 E Rakete der NASA von Cape Canaveral die Schwestersonde, Helios-​B (Helios 2). Eigentlich war der Start noch für den Dezember 1975 geplant gewesen. Doch die notwendigen Reparaturen am Startkomplex 41 in Cape Canaveral nahmen nach dem vorangegangenen Start der zweiten Viking Marssonde mehr Zeit in Anspruch, als ursprünglich erwartet. Die beiden weitgehend baugleichen Sonden waren bei Messerschmitt-​Bölkow-​Blohm (MBB) gebaut worden. Sie sollten sich der Sonne bis auf etwa 50 Mio. km nähern und aus dieser noch nie erreichten Entfernung Meßdaten liefern. Besonders wertvoll wurde die Mission durch den geplanten koordinierten Einsatz von gleich zwei technisch identischen Sonden. Diese hatten die Form einer Garnrolle und waren mit speziell hochglänzend polierten Oberflächen versehen, die zusammen mit einer kontinuierlichen Rotation dazu beitragen sollten, die extremen Temperaturen zu überstehen. Man erwartete allerdings nicht, daß die Sonden wirklich lange bestehen würden. Doch die Sonden überraschten ihre Erbauer. Nahezu zehn Jahre lieferte das Helios Experiment noch wertvolle Meßdaten aus dem solaren Umfeld. Die Sonden umkreisen auch heute noch in etwa 190 Tagen einmal die Sonne. 10 Instrumente befanden sich an Bord. Darunter Partikel Analysatoren, mehrere Magnetometer zur Messung des Magnetfelds und seiner Variationen, Radiowellen-​Empfänger zu Untersuchungen von Schwankungen der elektrischen Feldstärke und verschiedene Teilchenzähler. Auch die auftreffenden Staubpartikel wurden untersucht, die Röntgenstrahlung der Sonne gemessen und das Zodiakallicht erforscht. Helios 2 errang auf seiner exzentrischen Bahn den Rekord für das seinerzeit schnellste Raumfahrzeug. Im Perihelon erreichte die Sonde am 17.04.1976 eine Geschwindigkeit von 72.985 kmh^–1 . Zugleich näherte sie sich auf weniger als 43 Mio. km der Sonne — und überstand den nahen Vorbeiflug unbeschadet. Allerdings litt die Mission etwas unter der nur teilweise erfolgten Entfaltung der 32 m langen Dipolantenne. Auch wurden häufiger Störungen der Plasmaexperimente durch die Hochgewinnantenne beobachtet, wahrscheinlich ausgelöst durch die stärkere Erhitzung. Da zudem die Antennen des amerikanischen DSN gleichzeitig für die Viking Mission benötigt wurden, lieferte Helios 2 weniger wissenschaftliche Daten als ihre Schwestersonde. Als die Datenübertragung im Frühjahr 1980 endete (nach anderen Quellen Ende 1981), ging dennoch eine äußerst erfolgreiche wissenschaftliche Mission zu Ende.
Die Fülle wertvoller Meßdaten, die beiden Sonden von Anbeginn an lieferten, bestärkte die Wissenschaftler darin, eine dritte Helios Sonde zu propagieren. Das war insofern nicht abwegig, als ein drittes flugfähiges Reserveexemplar verfügbar war. Bei einem Start im Jahr 1980 wäre es möglich gewesen, zwei interessante Phänomene gleichzeitig zu untersuchen: die Sonne zum Zeitpunkt ihrer maximalen Aktivität und den Kometen Encke. Helios-​C wäre dabei als erste Raumsonde durch die Koma eines Kometen geflogen. Doch die Mission konnte nicht finanziert werden. Die letzte Helios-​Sonde gehört heute zu den Exponaten des Deutschen Museums in München.